Difüzyon

Difüzyon (Geçişme veya yayılma olarak da bilinir.), maddelerin çok yoğun ortamdan, az yoğun ortama doğru kendiliğinden yayılmasıdır. Fiziksel kimyada ise moleküllerin kinetik enerjilerine bağlı olarak rastgele hareketlerine denir.

Difüzyona olanak sağlayan kuvvet yoğunluk farkı olduğundan, difüzyon geçişi iki ortamın yoğunlukları eşitleninceye kadar devam eder.

Mürekkebin suda, kolonyanın havada, şekerin çayda, parfüm kokusunun oda içinde yayılması difüzyona örnektir.

Difüzyon, maddenin bütün hallerinde farklı hızda ve özellikte görülür.

Difüzyon, hayvan ve bitkilerde gerçekleşen birçok doğal olayda büyük önem taşır. Kandaki alyuvarlar, saf suya konulacak olursa, su hücre çeperinden alyuvarın içine dolarak hücrenin şişmesine ve patlamasına yol açar. Bu olaya hemoliz denir. Bitkilerin köklerinin suyu emmesi ve böbreklerde idrar oluşumu da difüzyon olayı sayesinde gerçekleşir. Bitki hücrelerinin şişliği, hücre zarının iki yanındaki basınç farkı (turgor basıncı) sebebi yoğunluğu yüksek olan hücrenin içine dolan su, hücrenin şişmesine neden olur.

Difüzyondan, ciddi böbrek hastalıklarında kullanılan diyaliz makinesinde yaygın biçimde yararlanılır.

Difüzyonun temel düşüncelerinden birini oluşturan rastgele hareket etme ilk olarak kendi adını verdiği Brown Hareketi olarak ileri sürülmüştür. Onun bu rastgele hareketi için en iyi örnek, bir futbol sahasına doldurulan coşkulu insanların üzerlerine gönderilen bir topu elleriyle havaya doğru atmalarıdır. Topun yapacağı hareket tamamen rastgele ve çeşitli yönlerde olacaktır.

Difüzyon pasif bir olay olduğundan enerji (ATP) harcanmaz.

Difüzyon, kolaylaştırılmış ve basit olmak üzere ikiye ayrılır.

Basit Difüzyon
Moleküllerin çok yoğun oldukları ortamdan, az yoğun oldukları ortama, taşıyıcı bir proteine ihtiyaç duymadan, kendiliğinden geçmesine denir.

Tüm hücrelerde (canlı ve cansız) gerçekleşir. Enerji harcanmaz.

İki yolla gerçekleşir:

1. Yağda eriyen maddeler çift katlı lipit tabakasından geçer. (oksijen, karbondioksit, azot, yağ asitleri, steroid hormonlar, A vitamini, D vitamini, E vitamini, K vitamini)

2. Yağda erimeyen yeteri kadar küçük maddeler taşıyıcı proteinlerin su dolu kanallarından geçer. (üre, gliserol)

Basit difüzyonda, difüze olan maddenin yoğunluğu arttıkça difüzyon hızı da artar.

Difüzyon hızı bazı faktörlere bağlıdır:

1. Maddenin gaz ya da sıvı olması. Gazlar daha hızlı difüzyona uğrarlar.

2. Ortam sıcaklığı arttıkça moleküllerin ortalama kinetik enerjisi de artacağından difüzyon hızı da artar.

3. Molekül büyüklüğü. Küçük moleküller büyük moleküllere göre daha hızlı difüzyona uğrarlar.

4. Difüzyon alanı. Difüzyonun gerçekleştiği zar alanı arttıkça difüzyon hızı da artar.

5. Difüzyon mesafesi. Zar kalınlığı arttıkça difüzyon hızı da azalır.

Kolaylaştırılmış Difüzyon
Moleküllerin hücre zarından çok yoğun oldukları ortamdan, az yoğun oldukları ortama doğru bir taşıyıcı yardımıyla geçmesine kolaylaştırılmış difüzyon denir. Su ve suda çözünen bazı maddeler, glukoz, (permeaz taşıyıcı proteini ile) aminoasit, fruktoz, B ve C vitaminleri, tuzlar, bazı iyonlar bu şekilde geçer.

Canlı hücrelerde gerçekleşebilir. Enerji harcanmaz. Gerçekleşmesi için taşıyıcı proteinler kullanılır. Amaç difüzyonun daha hızlı gerçekleşmesini sağlamaktır.

Kolaylaştırılmış difüzyonda, difüzyon hızı maksimum bir değere ulaşır ve daha fazla artmaz, sınırlıdır. Bunun sebebi taşınan maddelerin taşıyıcı proteine bağlanma, şekil değiştirme ve bırakma olaylarının belli bir zaman almasıdır.

Ayrıca bakınız
Osmoz
Difüzyon basıncı
Turgor basıncı
Endositoz
Ekzositoz
Fagositoz
Pinositoz
Ambipolar difüzyon

Kaynakça
Prof.Dr. Mustafa CEBE, Fizikokimya-1 (1987)
Çağdaş AKSOY, Fizikokimya Ders Notları (2006)